Kompaktný disk Tomáš Spišák

Kompaktný disk optický digitálny dátový nosič pôvodne len na uloženie zvuku v digitálnej forme neskôr aj uloženie iných počítačových údajov, videozáznamu alebo fotografií Pôvodne sa so zápisom na CD nepočítalo vôbec (údaje sa na CD ukladali lisovaním), až neskôr pribudla možnosť jednorázového zápisu (CD-R) a neskôr aj viacnásobneho zápisu (CD-RW).

CD-ROM CD ROM sa po prvý krát stali atraktívnymi po zavedení OS WIN 3.0, ktorý znamenal zrod multimédii pre osobné počítače. So svojou kapacitou 650MB sa stal ideálnym na distribúciu veľkým multimediálnych súborov, či aplikácií v čase, keď pevné disky dokázali uchovať 10MB – 40MB. Disk sa otáča tak aby bola rýchlosť snímania bola konštantná, preto sú v rôznych rôznych miestach disku rôzne otáčky. Pomer rýchlosti otáčania disku na okraji ku stredu disku je 1 : 3. V minulosti bola prenosová rychlosť 150 kB/s, čo zodpovedá rýchosti čítania klasického hudobného CD. Postupne sa táto rýchlosť zvyšovala (označuje sa ako násobok rýchlosti čítania klas. CD čiže 150 kB/s = 1x) až dospela k dnešným hodnotám ktoré sa pohybujú na hranicí 50x.

CD-R CD-Recordable (nahrávateľné) bolo prvou technológiou možňujúcou používateľom os. počítačov optické zaznamenávanie informácii. Jednorázové zaznamenávanie informácii - celá kapacita disku sa využije pri jednom nahrávaní. Viacnásobné nahrávanie - umožňuje používateľovi pridávať na disk informácie postupne.

CD-RW Možnosť opakovaného zápisu na CD médium. CD-RW disk je drahší než CD-R disk, ale môže byť opakovane vymazaný a zapísaný. Rovnaká norma ako CD-ROM - kompatibilný zo všetkymi ostatnými jednotkami. Pri použití formátu UDF kapacita - 535 MB, ale disk získava všetky možnosti klasickej diskety vrátane možnosti drag and drop a prístupu pomocou označenia jednotky pod Windows.

Fyzické vlastnosti Vyrábajú sa z polykarbonátového plastu. Záznamovú vrstvu tvorí hliník alebo zlato, ktoré je trvácnejšie. Záznamová vrstva je chránená lakovým filmom. Hrúbka – 1,2 mm Priemer – najčastejšie 120 alebo 80 mm

Ukladanie dát Informácie sa kódujú do stopy špirálového tvaru (od stredu k okraju) – 20 000 závitov, viac ako 5 km. Stopa pozostáva z jamiek (angl. pits) vyhĺbených do vrchnej časti polykarbonátovej vrstvy. Miesta medzi jednotlivými jamkami sa nazývajú plôšky (angl. lands). Rozmery jamky: hĺbka - 125 nm, šírka - 500 nm, dĺžka 850 nm - 3,5 μm Odstupy medzi jednotlivými stopami sú 1,5 μm.

Zapisovanie Digitálna informácia sa na disk zapisuje laserovým lúčom určitého výkonu s vlnovou dĺžkou 780 nanometrov, ktorý je modulovaný dátovým signálom. Zaostrený laserový lúč zapisuje digitálne informácie lokálnym ohrevom záznamovej vrstvy a substrátu na teplotu 250 stupňov Celzia, čím dôjde k jej roztaveniu. Vplyvom lokálneho ohrevu vznikajú v záznamovej vrstve špirálovej stopy, „vypálené" jamky (pits) s následnou zmenou pôvodnej štruktúry a odrazovej schopnosti svetla.

Zapisovanie – CD-RW Záznamová vrstva je zo zliatiny striebra, antimónu, india a telúru. V pôvodnom stave má kryštalickú štruktúru. Pri jej lokálnom zohriatí počas zápisu na 500 až 700 stupňov Celzia laserovým lúčom s väčším výkonom dochádza k roztaveniu kryštálov, z ktorých v záznamovej vrstve vznikne nepriesvitná amorfná (beztvárna) hmota s podstatne menšou odrazivosťou svetla ako kryštalický základ. Počas rýchleho ochladzovania sa amorfná hmota „zmrazí“, čím sa dosiahne dlhodobá stabilita záznamu. Záznam na disku možno vymazať zmenou amorfnej hmoty opäť do kryštalickej, resp. polykryštalickej podoby. Stane sa tak ohriatím záznamovej vrstvy na teplotu 200 stupňov Celzia na asi 35 minút. .

Čítanie Informácie sa čítajú zaostrením polovodičového lasera s vlnovou dĺžkou 780 nm cez spodok polykarbonátovej vrstvy. Rozdiel výšky jamky a plôšky je ¼ vlnovej dĺžky svetla lasera. Tak vzniká fázový rozdiel medzi svetlom odrazeným od jamky a svetlom odrazeným od okolitých plôšok, ktorého vlnová dĺžka je polovičná.

Čítanie Deštruktívna interferencia, ktorá pri tom vzniká, znižuje intenzitu odrazeného svetla, na rozdiel od prípadu, kedy je laser zaostrený len na plôšku. Meraním intenzity svetla pomocou fotodiódy (diódy citlivej na svetlo) dokážeme potom z kompaktného disku čítať údaje.

Kapacita Špecifikácia kompaktného disku odporúča konštantnú rýchlosť 1,22 m/s a odstup stopy 1,59 μm. Pre disk s priemerom 120 mm potom pri dodržaní týchto odporúčaní dostaneme kapacitu 74 minút pre disk pre zvukový záznam alebo približne 652 MB pre disk typu CD-ROM. Aby sa mohli používať rozličné postupy výroby kompaktných diskov, špecifikácia pripúšťa ukladanie údajov aj hustejším spôsobom. Ak sa potom takéto zhustenie používa zámerne, nie len ako odchýlka pri výrobe, môžeme vyrobiť disky s väčšou kapacitou a dodržať tak požiadavky špecifikácie (alebo ich prekročiť len nepatrne).

Kapacita Ak sa pre disk použije konštantná rýchlosť 1,1975 m/s a odstup stopy je 1,497 μm, takýto disk má potom kapacitu 79 minút a 40 sekúnd pre zvuk alebo 702 MB pre údaje. Niektoré ponúkané prázdne disky uvádzajú kapacitu 90 alebo 99 minút. Špecifikácia pre zapisovateľné kompaktné disky uvádza maximálnu kapacitu 74 minút a kapacita do 80 min je maximálna možná odchýlka. Preto všetky kompaktné disky s kapacitou nad 80 minút porušujú túto špecifikáciu a viacero prehrávačov alebo rekordérov môže mať problém disky s kapacitou 90 a viac minút používať. Okrem toho, že hustota stopy na týchto diskoch je veľmi veľká, sú s nimi spojené aj ďalšie technické problémy:

Problémy pri diskoch s vyššou kapacitou prehrávač nedokáže rozpoznať disk, snímacia hlava prehrávača sa vychyľuje z drážky, prehrávač nedokáže nájsť stopu za 80. minútou záznamu, disk nie je možné kopírovať, disk nie je možné čítať (kvôli veľmi hustej stope), vytvorený disk môže obsahovať dva sektory s rovnakým číslom, vytvorený disk môže obsahovať sektor so záporným číslom.

Zdroje Kompaktný disk, http://sk.wikipedia.org/wiki/Kompaktn%C3%BD_disk CD ROM, http://pocprog.unas.cz/cdrom/ Compact disk, http://images.google.com

Ďakujem za pozornosť Tomáš Spišák, 3. D spisak4d@gjar-po.sk